带增强转子场系的无电刷三相同步发电机制造技术

无电刷三相同步发电机（７０）包括定子（４１）和定子激励绕组（４３），而定子激励绕组的极数为一次发电绕组极数的奇数倍。还包括带圆柱场系的转子（６０），其上绕有按正常节距排列的场绕组（５０）。场绕组（５０）分别由其相应的二极管（Ｄ１１－Ｄ１９）进行短接。场绕组（Ｗ↓［ｆ５１］，Ｗ↓［ｆ５７］）在奇序空间高次谐波磁场中感应出相同相位的电压，它们在相互并联后再中心场绕组（Ｗ↓［ｆ５４］）并联起来。环流整流器元件（Ｄ１４）并联在中心场绕组上。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
带增强转子场系的无电刷三相同步发电机本专利技术涉及一种无电刷三相同步发电机。更具体地讲，它涉及一种用于无电刷三相同步发电机转子场绕组的电路结构，由于定子激励绕组产生了一些奇序高次谐波磁通，所以它在转子场绕组内就会感应出相应的电流，本电路结构在设计时对该电流波形进行了改善，而且，激励的效率也提高了。参考附图1与2，先解释一种常规的无电刷三相同步发电机。附图1展示了常规无电刷三相同步发电机40的电路图。在定子侧41，有一个三相四极的一次发电绕组42，定子激励绕组43的极数为12，是一次发电绕组42极数的奇数倍，还有一个DC电源44，它由可变电阻48和若干个二极管49组成。另一方面，在转子侧45有若干个转子场绕组46，它们按照正常节距集中地绕在一起，且极数与转子41一次发电绕组42的极数相同。各个转子场绕组由二极管47进行短接。附图2展示了转子45的另一种详细结构。多个场绕组Wf1-Wf6(附图1中以数字46通用表示)绕在圆柱形场系20上以形成一种四板结构，而场绕组圆Wf1-Wf6分别由相应的二极管D1-D6进行短接(附图1中以数字47通用表示)。在无载状态时，上述无电刷三相同步发电机40的工作过程如下。转子45开始转动后，由于转子铁芯的剩磁作用，在定子一次发电绕组42内就会感应一个电动势。该电动势产生交变电流(AC)流入一次发电绕组42，并流经DC电源44和定子激励绕组43。在这个AC电流基础上，一次发电绕组42的周围将产生电枢反应磁场。流入定子激励绕组43的DC电流在DC电源44的作用下产生一个静磁场，该磁场位于定子激励绕组43的周围。电枢反应磁场与静磁场形成重迭的磁场，于是在转子45的各个场绕组46内感应出电动势来，对于电枢反应磁场和静磁场，上述场绕组都会与它们的所有奇序空间高次谐波成份进行磁耦合。由此而在场绕组内感应出的电动势将分别通过相应的二极管D1-D6进行半波整流，其获得的DC成份用来提高转子的场-->磁通。由于场磁通增加了，因此在定子一次发电绕组42内感应的电动势也会增加。通过这种方式，产生的电压不断上升，最后达到无载状态时自建的电压最大值。在此，由于转子场绕组46(Wf1-Wf6)是按照正常节距集中绕在一起的，所以它们的极数与定子一次发电绕组42的极数相同，另外，它们分别由相应的二极管47(D1-D6)进行短接，这些转子场绕组同所有的奇序空间高次谐波成份发生反应，并因此而提高转子场绕组46的场磁通。如果在发电机40的输出端子x、y、z上联结了平衡电阻负载或平衡电感负载，那么负载电流便会流经一次发电绕组42，由此，一次发电绕组42周围的电枢反应磁场将因负载电流而增强。所以电枢反应磁场内的奇序空间高次谐波磁场也会随负载电流增加而增强。相应地，奇序空间高次谐波磁场的增强会导致转子场绕组46内的感应电动势增加，因此，一次发电绕组内感应电动势将由于转子一次磁通增加而增大。基于上述原因，在一次发电绕组42内因负载电流而引起的阻抗压降将由其增加的感应电动势来进行补偿，为此，所需DC电源44的容量可通过该补偿而得以减小。转子场绕组与定子激励绕组是进行磁耦合的，而流入转子场绕组的电流由安匝定律确定，场磁势通过DC成份产生，DC成份则由场绕组电流经半波整流后得到，所以，假使场绕组数目较小的话，那么放大率势必也会很小，就是说，场绕组感应电动势与定子激励绕组感应电动势的比值会很小，于是自动电压调整器(AVR)所需的电容就一定会很大。基于这种原因，有必要发展一种改善的发电机，它具有较高的激励效率，且磁势放大率较大，自动电压调整器的电容也会减小。由于场绕组绕在转子的周围是呈均匀分布的，所以有些场绕组产生的场磁通没有什么作用，这样便减低了发电机的效率。因而提高发电机的效率已成为长期以来的要求。另外，在发电机连接了不平衡三相负载或单相负载的情况下，尽管存在有补偿过程，但反相电枢反应磁场也会在转子场绕组中感应出电动势来，而且，因为反向电枢反应磁场以双倍同步速度与场绕组相交联，由此便产生一种双倍频率的交变电流流入场绕组内。这种现象-->阻碍了转子场绕组成为阻尼线圈。如果场绕组比较大，那么对提高磁场的作用也会增大，从而输出的电压就可能变得极高了。为此，本专利技术的目的在于，克服现有技术发电机中存在的问题，提供一种无电刷三相同步发电机，其转子场绕组为正常节距集中排列形成，就电枢反应磁场的空间高次谐波成分而言，转子场绕组能保持很好的磁耦合。根据本专利技术的一种方式，可提供一种无电刷三相同步发电机，它包括一个定子、一个定子激励绕组和一个带圆柱场系的转子，定子中含有一次发电绕组，定子激励绕组的极数为一次发电绕组极数的奇数倍，而转子的圆柱场系与一次发电绕组进行磁耦合，该同步发电机包括：若干场绕组，它们按照正常节距绕组的形式绕在圆柱形场系上，且极数与一次发电绕组的极数相同；环流器，在若干场绕组之间，每个环流器同一个中心场绕组相并联，在定子激励绕组产生的奇序空间高次谐波磁场的基础上，每个中心场绕组都形成一个一次场磁通；整流器，它们同预定的若干场绕组串联，而不是与若干场绕组中的中心场绕组相串联，对于这些预定的场绕组，它们在奇序空间高次谐波磁场中感应出相同相位的电压，此电压与中心场绕组所感应的电压相位有一个预定的不同值，其中，预定场绕组与整流器组成的串联电路分别同中心场绕组并联起来，以提高各中心场绕组的一次场磁通产生更大的场磁势。整流器可以为若干个二极管，每个二极管同一个预定场绕组相串联，而不是与中心场绕组串联。整流器也可以是最后一个串接在预定场绕组上的二极管，它不是串接在中心场绕组上，这些预定场绕组形成一个AC分量回路。环流器可由二极管构成。参考附图，通过阐述本专利技术的优选实施方案，专利技术的上述及其它特征、优点将变得非常明显，其中：附图1为常规无电刷三相同步发电机的电路图；附图2为常规无电刷三相同步发电机的转子部分电路图；附图3为本专利技术的无电刷三相同步发电机电路图；-->附图4为本专利技术发电机一套转子绕组的电路图；附图5电路图展示了三套转子绕组的接线形式；附图6为常规发电机和本专利技术发电机的转子场绕组电流波形图；附图7为本专利技术第二种实施方案的场绕组接线图；附图8为本专利技术第三种实施方案的场绕组接线图；附图9为本专利技术第四种实施方案的场绕组接线图。现在参考附图，讲述本专利技术无电刷三相同步发电机的几个优选实施方案。附图3、4、5和6展示了本专利技术无电刷三相同步发电机70的第一种实施方案。附图3为本专利技术发电机70的电路图。如附图3所示，本专利技术发电机70与附图1所示的常规发电机40其不同之处只在于转子侧60。附图4画出了总数为三套的转子场绕组其中的一套电路图。附图5为另外一种电路详图，它展示了三套转子绕组Wf51-Wf59的接线形式。附图6则画出了本专利技术发电机及常规发电机场绕组内的电流波形图。本专利技术发电机70的定子侧41与常规发电机是一样的。具体地讲，定子41包括三相四极的一次发电绕组42，极数为12的定子激励绕组43，还有一个DC电源，定子激励绕组的极数为一次发电绕组42极数的奇数倍，DC电源带有若干个三相桥形连接二极管49和一个可变电阻48。另一方面，在转子侧60有若干个转子场绕组50，它们按正常节距集中地绕在一起，其绕组极数与一次发电绕组42的极数相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电刷三相同步发电机（７０），包括一个定子（４１）、一个定子激励绕组（４３）和一个带圆柱场系的转子（６０），定子（４１）中含有一次发电绕组（４２），定子激励绕组的极数为一次发电绕组极数的奇数倍，而转子的圆柱场系与一次发电绕组（４２）进行磁耦合，这种同步发电机包括：若干场绕组（Ｗ↓［ｆ５１］－Ｗ↓［ｆ５９］），它们按照正常节距绕组的形式绕在圆柱场系上，且极数与一次发电绕组（４２）的极数相同；环流器（Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ１６），在若干场绕组（Ｗ↓［ｆ５１］－Ｗ↓［ｆ５９ ］）之间，每个环流器同一个中心场绕组（Ｗ↓［ｆ５４］，Ｗ↓［ｆ５５］，Ｗ↓［ｆ５６］）相并联，在定子激励绕组（４３）产生的奇序空间高次谐波磁场的基础上，每个中心场绕组（Ｗ↓［ｆ５４］，Ｗ↓［ｆ５５］，Ｗ↓［ｆ５６］）都形成一个一次场磁通； 整流器（Ｄ１１，Ｄ１７∶Ｄ１２，Ｄ１８∶Ｄ１３，Ｄ１９），它们同预定的若干场绕组（Ｗ↓［ｆ５１］，Ｗ↓［ｆ５７］∶Ｗ↓［ｆ５２］，Ｗ↓［ｆ５８］∶Ｗ↓［ｆ５３］，Ｗ↓［ｆ５９］）串联，而不是与若干场绕组（Ｗ↓［ｆ５１］－Ｗ↓［ｆ５９］）中的中心场绕组（Ｗ↓［ｆ５４］，Ｗ↓［ｆ５５］，Ｗ↓［ｆ５６］）相串联，对于这些预定的场绕组，在奇序空间高次谐波磁场中感应出相同相位的电压，此电压与中心场绕组（Ｗ↓［ｆ５４］，Ｗ↓［ｆ５５］，Ｗ↓［ｆ５６］）所感应的电压相位有一个预定的不同值，其中，预定场绕组（Ｗ↓［ｆ５１］，Ｗ↓［ｆ５７］∶Ｗ↓［ｆ５２］，Ｗ↓［ｆ５８］∶Ｗ↓［ｆ５３］，Ｗ↓［ｆ５９］）与整流器（Ｄ１１，Ｄ１７∶Ｄ１２，Ｄ１８∶Ｄ１３，Ｄ１９）组成的串联电路分别同中心场绕组（Ｗ↓［ｆ５４］，Ｗ↓［ｆ５５］ ，Ｗ↓［ｆ５６］）并联起来。...

【技术特征摘要】
JP 1998-5-11 127977/98;JP 1997-11-28 344226/971．一种无电刷三相同步发电机(70)，包括一个定子(41)、一个定子激励绕组(43)和一个带圆柱场系的转子(60)，定子(41)中含有一次发电绕组(42)，定子激励绕组的极数为一次发电绕组极数的奇数倍，而转子的圆柱场系与一次发电绕组(42)进行磁耦合，这种同步发电机包括：若干场绕组(Wf51-Wf59)，它们按照正常节距绕组的形式绕在圆柱场系上，且极数与一次发电绕组(42)的极数相同；环流器(D14,D15,D16)，在若干场绕组(Wf51-Wf59)之间，每个环流器同一个中心场绕组(Wf54,Wf55,Wf56)相并联，在定子激励绕组(43)产生的奇序空间高次谐波磁场的基础上，每个中心场绕组(Wf54,Wf55,Wf56)都形成一个一次场磁通；整流器(D11,D17∶D12,D18∶D13,D19)，它们同预定的若干场绕组(Wf51,Wf57∶Wf52,Wf58∶Wf53,Wf59)串联，而不是与若干场绕组(Wf51-Wf5...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐竹觉，大野木幸男，松田真典，猪上宪治，
申请(专利权)人：株式会社佐竹，
类型：发明
国别省市：JP[日本]